一、数控电火花线切割机床简介

一、数控电火花线切割机床简介

（一）机床的基本组成

数控电火花线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源和控制系统（控制柜）五大部分组成（见图5-1）。

图5-1　电火花线切割加工示意图

1—工作台2—夹具3—工件4—脉冲电源5—电极丝6—导轮7—丝架8—工作液箱 9—贮丝筒

1.工作台

工作台又称切割台，由工作台面、中拖板和下拖板组成。工作台面用以安装夹具和被切割工件，中拖板和下拖板分别由步进电动机拖动，通过齿轮变速及滚珠丝杠传动，完成工作台面的纵向和横向运动。工作台面的纵、横向移动都可以手动或自动。

2.走丝机构

走丝机构主要有贮丝筒、走丝电动机、丝架和导轮等部件组成。贮丝筒安装在贮丝筒拖板上，由走丝电动机通过联轴器带动，正反旋转。贮丝筒的正反旋转运动通过齿轮同时传给贮丝筒拖板的丝杠，使拖板作往复运动。丝架分上丝架和下丝架，用来安装导轮，调节导轮的位置，钼丝安装在导轮和贮丝筒上，开动走丝电动机，钼丝以一定的速度作往复运动，即走丝运动。如果上丝架带动十字拖板，则通过一对步进电动机，可带动十字拖板，进而使导轮产生前后、左右的移动，与工作台拖板的运动有机配合，可加工出具有锥度的零件。

3.供液系统

供液系统为机床的切割加工提供足够、合适的工作液。线切割加工中应用的工作液种类很多，有煤油、乳化液、去离子水、蒸馏水、洗涤液、酒精等，应根据具体条件加以选用。工作液的主要作用是：①对放电通道的压缩作用；②对电极工件和加工屑的冷却作用；③对放电区的消电离作用；④对放电产物的清除作用。

4.脉冲电源

脉冲电源就是产生脉冲电流的能源装置。电火花线切割脉冲电源是影响线切割加工工艺指标最关键的设备之一。为了满足切割加工条件和工艺指标，对脉冲电源有以下要求：①脉冲峰值电流要适当；②脉冲宽度要窄；③脉冲频率要尽量高；④有利于减少钼丝损耗；⑤参数调节方便，适应性强。

5.控制系统

机床的控制系统存放于控制柜中，对整个切割加工过程和切割轨迹作数字程序控制。

（二）机床和系统的主要技术指标

目前国内使用的数控线切割机床品种繁多，控制系统也不尽相同。但它们的组成部分和工作原理是基本一致的，只是具体的技术指标有所不同，系统的功能有强有弱。图5-2所示为北京迪蒙卡特机床有限公司生产的CTW250型数控电火花线切割机床。该机床在一般的线切割机床上增加了间隙补偿功能和锥度补偿功能，能方便地切割出不同间隙要求的凹模和凸模，根据要求切割出锥度。钼丝采用快速走丝，并配有高频晶体管脉冲电源。工作台拖板导轨及贮丝筒拖板导轨均采用滚动导轨形式，移动灵活、轻巧，工作台的纵横向移动丝杠均采用精密的滚珠丝杠，由步进电动机带动。本机床具有切割速度快，加工精度高等特点。

图5-2　CTW250型数控电火花线切割机床

1.机床主要技术参数

工作台行程：

横向　　　　　320mm

纵向　　　　　250mm

工作台尺寸（长×宽）　　　570×350mm

切割工件的最大厚度　　　300mm

加工圆弧的最大曲率半径　　　2000

切割锥度范围　　　　±30°

最大的切割锥度工件厚　　　500mm

贮丝筒的最大往复行程　　　230mm

加工精度　　　　0.015mm

加工表面的粗糙度　　　＜Ra 2.5

电极丝（钼丝）直径　　　0.12～0.3765mm

最大走丝速度　　　　11.8m/s

切割速度　　　　＞100mm/min

机床消耗总功率　　　　3.5kVA

机床外形尺寸（长×宽×高）　　1530×1150×1430（mm³）

机床质量　　　　1200kg

2.系统主要技术指标及功能

该系统采用微型计算机线切割机床控制系统。可同时控制X，Y，U、V四轴进行锥度切割。采用圆弧、直线两种插补方式，控制精度＜1µm，最大圆弧控制半径为10m，最大锥度为±4°。

（三）机床坐标系

与其他数控机床一致，数控线切割机床坐标系符合国家标准：①刀具（钼丝）相对于静止的工件运动；②采用右手笛卡儿直角坐标系。当我们面对数控线切割机床时，钼丝相对于工件左右运动（实际为工作台面的纵向运动），为X坐标运动，且运动正方向指向右方；钼丝相对于工件的前后运动（实际为工作台面的横向运动），为Y坐标运动，且运动正方向指向后方。在整个切割加工过程中，钼丝始终垂直贯穿工件，不需要描述钼丝相对于工件在垂直方向的运动。所以，Z坐标省去不用。坐标原点就是切割加工的开始点。

当机床进行锥度切割时，上丝架上的十字拖板将作前后、左右移动，这是平行于X轴和Y轴的另一组坐标运动，称为附加坐标运动。其中平行于X轴的左右移动为U坐标运动，平行于Y轴的前后移动为V坐标运动。X、Y、U、V四个坐标运动的有机配合，就能加工出具有各种锥度要求的工件来。